冶金鋼鐵廠廢渣處理對環(huán)保的影響

朱 麗

（河鋼邯鋼環(huán)保能源部，河北 邯鄲 056000）

加工制造、建筑建材等行業(yè)的日漸興旺帶動了我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，做為鋼材產(chǎn)品的產(chǎn)銷大國，我國鋼材產(chǎn)品產(chǎn)量已穩(wěn)居世界第一。雖然鋼鐵冶金工業(yè)的發(fā)展促進了經(jīng)濟的快速增長，為經(jīng)濟建設(shè)提供了物質(zhì)保障，但冶煉生產(chǎn)所產(chǎn)生的大量廢渣廢物等也成為了環(huán)境污染的主要來源。鋼鐵冶金廢渣的隨意棄置不僅占用土地資源，而且對土地、水體等都具有污染性，如何妥善處理這些廢渣廢物成為當(dāng)前環(huán)保治理中迫切需要解決的問題。隨著當(dāng)前環(huán)保治理力度的加大，節(jié)能減排、綠色生產(chǎn)已成為鋼鐵企業(yè)發(fā)展的主題，針對鋼鐵冶金廢渣處理的技術(shù)和途徑也更加多樣化。不僅實現(xiàn)了對廢渣的無害化處理，同時盡可能地實現(xiàn)了對冶金廢渣的回收利用、變廢為寶，為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。

1 鋼鐵廠廢渣的組成和對環(huán)境的危害

1.1 鋼鐵廠廢渣的組成

各種鋼材產(chǎn)品的生產(chǎn)需要經(jīng)過一系列復(fù)雜的工藝流程，在這個過程中會產(chǎn)生很多廢渣污染物，主要包括高爐渣、轉(zhuǎn)爐渣等。這些廢渣不僅成分非常復(fù)雜，而且產(chǎn)量也很大，約可占到鋼產(chǎn)量的15%～20%。其中高爐渣主要是礦石中的脈石、燃料中的灰分和助燃劑等爐料中的非揮發(fā)組分在高爐煉鐵過程中產(chǎn)生的廢物，化學(xué)成分主要是SiO2、Al2O3、CaO、FeO、S等。受生產(chǎn)選料和工藝的影響，高爐渣中有時還會含有微量的TiO2等。

鋼渣主要來源于煉鋼過程中產(chǎn)生的各種金屬氧化物、造渣劑、硅石、脫硫產(chǎn)物和被侵蝕的爐襯材料等，根據(jù)生產(chǎn)爐型的不同，鋼渣又可分為轉(zhuǎn)爐鋼渣、平爐鋼渣和電爐鋼渣。鋼渣的主要成分包括CaO、FeO、SiO2等氧化物，根據(jù)各成分組成的不同，鋼渣在酸堿度、活性、不穩(wěn)定性、易磨性等方面會存在一定差異。

1.2 鋼鐵廠冶金廢渣對環(huán)境的影響和危害

鋼鐵廠廢渣不僅成分非常復(fù)雜，而且其中還含有多種硫化物和氧化物等有害物質(zhì)和污染物，肆意外排的話會對生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞。一是占用土地資源。鋼材生產(chǎn)過程中廢渣的產(chǎn)量是非常大的，每冶煉一噸鋼就要產(chǎn)出數(shù)倍于此的廢渣。這些固體廢棄物的堆積侵占了大量的良田土地，由于其成分多為金屬氧化物和硫化物，因此很難在自然環(huán)境中循環(huán)降解，也難以種植樹木和農(nóng)作物，使得大量土地因此而荒廢；二是破壞水土生態(tài)。

廢渣中含有大量的重金屬物質(zhì)，如果進入河道、滲入水土則會堵塞河道、惡化土壤，破壞水土保持，導(dǎo)致動植物死亡，嚴(yán)重破壞生態(tài)平衡；三是污染大氣環(huán)境。廢渣中含有大量的粉塵和金屬顆粒物，其中還夾雜著微量的有害元素。如果未經(jīng)妥善處理，隨意放置的話，這些粉塵和顆粒物則會隨著空氣流動釋放到大氣環(huán)境中，特別是在起風(fēng)時節(jié)四處飛散，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，危害人體健康。

2 鋼鐵冶金廢渣的回收再利用

鋼鐵廢渣屬于煉鋼生產(chǎn)的廢棄物，雖然成分復(fù)雜，會造成環(huán)境的污染，但也并非一無是處，毫無利用價值。目前對于鋼鐵廢渣的處理技術(shù)已非常成熟，大多數(shù)的廢渣都可以得到回收利用，找到了自己的“歸宿”。目前，經(jīng)過處理后的廢渣已廣泛應(yīng)用于土壤改良、道路施工、建筑建材、燒結(jié)生產(chǎn)等方面，對企業(yè)節(jié)能減排、環(huán)保治理起到了積極的作用。

2.1 高爐渣的回收利用

高爐渣可占到爐渣總量的65%左右，處理方法主要有水淬法、熱潑法、半急冷法。水淬法是利用冷卻水處理高爐熔渣的方法，處理后可形成海綿形浮石類物質(zhì)“水渣”。由于其含有大量CaO、SiO2，因此在經(jīng)過處理后形成的“水渣”可作為優(yōu)良的水泥添加劑，節(jié)省一半以上的水泥熟料用量。水渣的使用可有效增加水泥廠生產(chǎn)率，降低能耗，同時減少二氧化碳排放，可謂是一舉多得。此外“水渣”經(jīng)過一系列的加工后還可制成礦渣磚、砌塊材料、礦渣混凝土等多種施工建材。

熱潑法是對高爐渣進行慢冷處理的一種方法，可形成類石料礦渣“重礦渣”，根據(jù)熱潑環(huán)節(jié)的不同，又可分為爐前熱潑和渣場熱潑。經(jīng)過熱潑法處理后的礦渣會出現(xiàn)體積膨脹、碎裂、粉化等現(xiàn)象，形成的礦渣碎石可作為道路材料、鐵路道渣、混凝土骨料、地基加固回填料、水泥配料、護爐材料等多種工程用材來使用。

膨珠是高爐熔渣在半急冷作用時通過專門的滾筒式成珠裝備被擊碎和拋甩在空氣中，然后在空氣冷卻作用下形成的珠狀礦渣。目前，膨珠生產(chǎn)工藝已非常成熟，制取的膨珠面光、質(zhì)輕，且具有較好的吸音、隔熱性能，可用作輕質(zhì)混凝土骨料，也可用于制作墻板、樓板以及用于建筑承重結(jié)構(gòu)。

2.2 鋼渣的回收利用

目前國內(nèi)外對于鋼渣的處理主要有冷棄法、熱潑法、盤潑水法、水淬法等，其中鋼渣水淬法在我國鋼鐵冶金企業(yè)中應(yīng)用最為廣泛。經(jīng)過水淬法處理后的鋼渣可加工成為不同粒度大小的渣粒，由于鋼渣具有良好的溶解度，且含有P、Fe、Mg等有利于農(nóng)作物生長的微量元素，因而其中粒徑小于2mm的，可加工制作為鋼渣磷肥，用于改善土壤，促進農(nóng)作物生長；粒徑在2mm～10mm的，且富含CaO、MgO的，可用于制作燒結(jié)球團，應(yīng)用于燒結(jié)生產(chǎn)，從而節(jié)省礦石、焦炭等生產(chǎn)原料的費用；對于粒徑在10mm～40mm的，可在道路建設(shè)作為基層和路面施工材料；而對于40mm以上的大粒徑渣塊，代替石塊作為鐵軌內(nèi)側(cè)的道渣，節(jié)省石料消耗；或者是作為高爐熔劑再次投入生產(chǎn)。

3 結(jié)語

隨著環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，鋼鐵冶金渣作為工業(yè)“三廢”之一，已得到了較為充分的回收利用，變廢為寶。但在鋼鐵生產(chǎn)中，最重要的還是要從技術(shù)環(huán)節(jié)進行改進，盡量減少廢渣的產(chǎn)生，達到“少廢物、多回收”的目的，推進企業(yè)節(jié)能減排，綠色生產(chǎn)。